Турбинный счетчик количества среды Советский патент 1993 года по МПК G01F1/10 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам измерения количества однофазной среды, и может быть использовано для создания турбинных счетчиков газовых, парообразных и жидких сред.

Известна конструкция турбинного счетчику количества среды, которая предусмат- жесткую связь между валом и измерительной крыльчаткой, установленной на подшипниковых опорах вращения, многоступенчатый редуктор, включающий несколько ступеней зубчатых или зубчато- черэячных передач и показывающее устройство барабанного типа. Поскольку вращение многоступенчатого редуктора осуществляется за счет энергии потока, то устройство работает без потребления электроэнергии.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения в процессе эксплуатации, поскольку градуиро- вочный коэффициент (коэффициент редукции) счетчика количества среды - постоянная величина при любом значении расхода, а также высокий порог чувствительности, в первую очередь, из-за высоких суммарных моментов трения в подшипникеVJ

ю ел ю

00

00

вых опорах вращения и в многоступенчатом редукторе.

Наиболее близким техническим решением является турбинный расходомер газа, содержащий корпус, в котором установлено две крыльчатки, причем вторая крыльчатка установлена жестко на валу первой, узлы съема сигнала, вторичный преобразователь..

Недостатком известного устройства является низкая суммарная точность измерения, поскольку при возможных отключениях электропитания пропадает информация, о расходе за этот отрезок времени; а также ограничиваются эксплуатационные возможности данного устройства:

Цель изобретения - повышение точности измерения количества прошедшей среды fe процессе эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что. в турбинном счетчике количества среды, содержащем корпус с входным и выходным патрубком, расположенные в нем первую измерительную крыльчатку, жестко связанную с валом, установленным в подшипниковых опорах вращения, вторую измерительную крыльчатку, установленную на валу в подшипниковых опорах вращения со стороны входного патрубка относительно первой измерительной крыльчатки, первый и второй узлы сьемэ сигнала измерительной крыльчатки, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блок питания, первый узел съема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом и связан с валом первой измерительной крыльчатки посредством зубчатого или червячного колеса, ось которого выполнена из двух частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой. При этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида. Якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала. Выход электромагнитного соленоида соединен с блоком питания вычислительного преобразователя.

На фиг. 1 представлен общий вид турбинного счетчика количества среды в разрезе; на фиг. 2 изображена схема части многоступенчатого редуктора, включающая зубчатые полумуфты и электромагнитный соленоид; на фиг. 3 - разрез зубчатой полумуфты и ее развертка.

Турбинный счетчик количества среды, изображенный на фиг. 1,2 и 3, содержит корпус 1, первую измерительную крыльчатку 2, установленную на подшипниковых

опорах вращения 3 с помощью вала 4, который снабжен червячным колесом 5, многоступенчатый редуктор 6, размещенный, например, частично в собственном корпусе 7, а частично в корпусе 1 и включающий в

своем составе две магнитные полумуфты 8 и 9, причем магнитная полумуфта 8 установлена в корпусе 1 турбинного счетчика количества среды, а магнитная полумуфта 9 в корпусе 7 многоступенчатого редуктора 6,

5 первое показывающее устройство 10, вторую измерительную крыльчатку 11,установ- ленную посредством подшипниковых опор вращения 12 на валу 4, узел съема сигнала 13 со второй измерительной крыльчатки 11,

0 вычислительный преобразователь 14 со вторым показывающим устройством 15 и блоком питания 16. Вращение зубчатого колеса 17 многоступенчатого редуктора 6 (см. фиг. 2) передается на зубчатое колесо 18 через

5 зубчатые колеса 19 и 20, установленные на подшипниковых опорах вращения 21 и 22 посредством зубчатых полумуфт 23 и 24, причем ось 25 зубчатого колеса 19 жестко связана с якорем 26 электромагнитного со0 леноида 27, снабженного пружиной 28.

Турбинный счетчик количества среды работает следующим образом. При прохождении измеряемой среды через корпус 1 в кольцевом канале формируется поток, дей5 ствующий на первую 2 и вторую 11 измерительные крыльчатки, вследствие чего они вращаются на своих подшипниковых опорах вращения 3 и 12 с угловыми скоростями, пропорциональными объемному расходу

0 измеряемой среды. Узел съема сигнала 13 вырабатывает электрический импульсный сигнал, пропорциональный скорости вращения второй измерительной крыльчатки 11, а вычислительный преобразователь 14

5 преобразует этот сигнал (с учетом индивидуального значения градуировочного коэффициента конкретного турбинного счетчика среды) в текущее значение прошедшего через прибор количества среды и индицирует

0 это значение на втором показывающем устройстве 15. Вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 с помощью червячного колеса 5 и многоступенчатого

5 редуктора 6, первые ступени которого расположены в корпусе 1 турбинного счетчика количества среды, а остальные - в корпусе 7 многоступенчатого редуктора 6, причем . вращение через глухую стенку корпуса 1 передается с помощью магнитных полумуфт

8 и 9. Таким образом, вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 (например, барабанного типа). Вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 только при отсутствии сетевого питания на вычислительном преобразователе 14. При наличии сетевого питания напряжение, подаваемое от блока питания 16 вычислительного преобразователя 14 на Электромагнитный соленоид 27, перемещает якорь 26 в крайнее левое положение (относительно рисунка).

Зубчатые полумуфты 23 и 24 разъединяются. Вращение зубчатого колеса 17 на первое показывающее устройство 10 не передается. Вращение зубчатого колеса 19 продолжается, поскольку длина его лопасти в ыполнена больше длины зубчатого колеса 17 и величины ходя якоря 26. При отключении сетевого питания пружина 28 возвращает якорь 26 в крайнее правое положение. Зубчатые полумуфты 23 и 24 входят в зацепление и вращение зубчатого колеса 17 передается благодаря зубчатым колесам 19 и 20, установленным на подшипниковых опорах вращения 21 и 22, на зубчатое колесо 18 и д$лее на первое показывающее устройство

10.

Таким образом, если на вычислительный преобразователь 14 подается сетевое питание, то первое показывающее устройство 10 не меняет своего показания, счет количества прошедшей среды осуществляется от второй измерительной крыльчатки

11. количество прошедшей среды индицируется на втором показывающем устройстве 15. И наоборот, если сетевое питание отсутствует, то счет количества прошедшей среды осуществляется от первой измерительной крыльчатки 2, количество прошедшей среды индицируется на первом показывающем устройстве 10, Повышение точности измерения количества прошедшей среды в процессе эксплуатации происходит за счет того, что вторая

измерительная крыльчатка 11 вращается на подшипниковых опорах вращения 12, установленных на вращающемся валу 4. Тем самым существенно снижается суммарный момент трения, поскольку на нее не влияют моменты трения ступеней многоступенчатого редуктора 6, а вычислительный преобразователь 14 имеет возможность линеаризации градуировочной зависимости и

вычисления количества прошедшей среды (а также и расхода) с высокой точностью благодаря использованию индивидуального значения градуировочного коэффициента прибора, В то же время при аварийном

отключении питания электромагнитный соленоид 27 обесточивается, якорь 26 под действием пружины 28 перемещается в крайнее правое положение, зубчатые полумуфты 23 и 24 приходят в зацепление, вращение зубчатого колеса 17 передается через зубчатые колеса 19 и 20 за зубчатое колесо 18 и далее на первое показывающее устройство 10.

Таким образом, информация об объемном количестве прошедшей среды накапливается на первом показывающем устройстве 10, Это существенно повышает эксплуатационные возможности прибора, в том числе существенно повышает надежность измерений и расширяет область возможных применений приборов, например, представляется возможность использования приборов в сельской местности с перебоями подачи электроэнергии. Снижение

порога чувствительности турбинного счетчика количества среды при работе с сетевым питанием достигается за счет снижения моментов трения в многоступенчатом редукторе, в условиях отключенного сетевого

питания снижение порога чувствительности можно добиться за счет того, что вторая измерительная крыльчатка устанавливается первой по потоку относительно первой измерительной крыльчатки, поэтому на

первую измерительную крыльчатку воздействует закрученный после второй измерительной крыльчатки поток среды.

Использование: измерение количества однородной среды,а также для создания турбинных счетчиков газовых, парообразны и жидких сред Сущность изобретения: в турбинном счетчике количества среды, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, первую и вторую измерительные крыльчатки, первый и второй узлы съема сигналов, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блоком питания, первый узел сьема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом и связан с валом первой измерительной крыльчаткиУюсредством зубчатого или червячного колеса, ось которого состоит из 2-х частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой, при этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида, причем якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала и соединен с блоком питания вычислительного преобразователя. 3 ил.

Формула изобретения Турбинный счетчик количества среды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенные в нем первую измерительную крыльчатку, жестко связанную с валом, установленным в подшипниковых опорах вращения, вторую измерительную крыльчатку, установленную

на валу в подшипниковых опорах вращения со стороны входного патрубка относительно первой измерительной крыльчатки, первый и второй узлы сьема сигнала измерительной крыльчатки, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, первый узел сьема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом, и связан с валом первой измерительной крыльчатки посредством зубчатого или червячного колеса, ось которого выполнена из двух частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой, при этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращеГ / ///////////////////////7л

ния, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида, причем якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала, а выход электромагнитного соленоида соединен с блоком питания вычислительного преобразователя.

Физ. i

Фиг.З